1 引 言
在科学研究及其他各种领域中,数据采集和监测已经成为日益重要的检测技术。
在许多工业测控机械、医疗仪器以及消费电子产品中,都对数据采集系统的实时性与功耗提出了更高的要求:即在满足微功耗、微型化的总体设计原则的基础上,又要能实时反映现场采集数据的变化。这就对系统的功耗、采样速度、数据存储和传输速度等提出了更高的要求。然而,随着半导体与微控制器技术的飞速发展,各种微电子器件性能不断提升,功耗却不断降低。技术的进步使得高速度、低功耗的数据采集系统得以实现。
本文设计的数据采集与显示系统采用 TI公司研制的MSP430系列超低功耗单片机作为核心控制元件,实现了数据的高速采集与显示。
系统主要特点:
- 功耗低 所有器件均采用低功耗器件全速工作时,总体功率小到1W。
- 速度高 由于单片机内置DMA控制器,可以显著提高系统的速度。
2 系统硬件结构
系统在兼顾成本的同时,尽量采用集成度高、功耗低、速度快的器件。系统结构如图1所示。

核心采用MSP430F169单片机,MSP430系列单片机是TI公司研发的16位超低功耗单片机,非常适合各种功率要求低的场合。MSP430F169单片机全部单周期指令,速度高,内部自带的12化A/D和DMA控制单元可以分别为系统采样电路和数据传输部分采用,使得系统的硬件电路更加集成化、小型化。
(1)拥有3个独立的DMA通道。
(2)可以配置通道的优先权。
(3)每个字/字节传送只需要2个MCLK时钟周期。
(4)字节和字可以混合传送:字节到字节、字节到字、字到字节、字到字。
(5)可配置多种触发源。
(6)可配置DMA触发方式:边沿触发或电平触发。
(7)4种寻址模式:固定地址到固定地址、固定地址到块地址、块地址到固定地址、块地址到块地址。
当A/D在单通道上执行时,ADC12IFGx标志置位表示转化结束继而触发DMA操作,同时将A/D转换后的数据存储到定义在RAM中的数组r_data[]。采用DMA通道0进行数据传输时的初始化程序如下所示:
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